загрузка...
загрузка...
На головну

Виробництво метанолу в країнах СНД і в Україні.

  1.  B) розподіл і виробництво
  2.  I ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТЕ ВИРОБНИЦТВО
  3.  I. Просте відтворення
  4.  I. Просте відтворення
  5.  II. Накопичення і відтворення в розширеному масштабі
  6.  II. Накопичення і розширене відтворення
  7.  II. спрощене виробництво

Гострий дефіцит в країнах СНД, пов'язаний в першу чергу з перебудовою регіональних економічних зв'язків, збігся з існуючими змінами в структурі виробництва моторних палив в більшості індустріально розвинених країн світу. Основною причиною таких змін є посилення вимог до екологічних характеристик виробленого моторного палива. Відмова від використання тетраетіленсвінца як антидетонаційної добавки і введення жорстких обмежень в паливі роблять необхідним пошук нових шляхів отримання високооктанових екологічно чистих моторних палив. Цим вимогам відповідає використання в якості палива метанолу.

Перехід на метанол в автомобільній промисловості призведе до скорочення викидів шкідливих речовин в атмосферу в значно більшому ступені, ніж застосування найдосконаліших пристроїв по очищенню вихлопів на автомобілях з бензиновими двигунами. Тиск пару метанолу в 2 рази нижче тиску парів бензину, тому випаровування метанолу практично не є джерелом забруднення навколишнього середовища. Але розширення використання метанолу вимагає значного зниження його собівартості. У цьому полягає одна з причин пошуку нових технологій отримання СН3ВІН. Найбільш перспективні два шляхи:

2) вдосконалення технології каталітичного синтезу енергетичних спиртів через стадію отримання синтез-газу;

1. розробка технології отримання енергетичних спиртів прямим гомогенним окисленням природного газу.

В даний час робляться значні зусилля для поліпшення технології каталітичного синтезу спиртів в основному за рахунок модифікації каталізаторів і зниження витрат на стадії отримання синтез-газу, так як близько 75% собівартості метанолу пов'язано з енергоємним процесом парового риформінгу метану в синтез-газ.

Фахівцями Санкт-Петербурзького технологічного інституту досліджений багатокомпонентний каталізатор синтезу метанолу. Каталізатор впроваджений на Новомосковському ПО "Азот" під тиском 32 МПа. Запропоновано модель синтезу метанолу та методика розрахунку промислових колон синтезу метанолу [21].

В Україні протягом останніх років не проводилося оновлення основних фондів (знос основних фондів - 60?80%), більшість з існуючих хімічних виробництв грунтується на застарілих технологіях, має місце дуже високий рівень ручної праці. Це обумовлює високу енерго- і матеріалопотребленіе, неефективне використання сировини, створює проблеми з утилізацією багатотоннажних відходів. В результаті цього вироблена продукція є неконкурентоспроможною на світовому ринку, особливо це проявляється при різкому збільшенні цін на енергоносії. Тому при переході на світовий рівень цін на нафту, газ, вугілля, електроенергію багато виробництв і навіть підприємства нерентабельні (виробництво сірки, аміаку, метанолу та ін.).

Ніжев таблиці наведені дані про потреби в паливно-енергетичних ресурсах хімічної промисловості, в тому числі, на виробництво.

 Найменування енергоресурсу  1993р.  1995р.  2000р.  2005р.
 Метанол (природний газ, млн. М3)  1038,558  717,421  543,262  604,143
 Метанол (теплоенергія, Гкал)  2382,476  1645,780  1559,160  1472,540
 Метанол (електроенергія, млн. Квт)  1517,823  858,228  855,205  842,377

Однією з головних завдань модернізації багатотоннажних виробництв є зниження енергоспоживання тому, що ця група продуктів є найбільш енергоємною у всьому хімічному комплексі та визначає його загальне енергоспоживання в Україні. Тому передбачається проведення комплексу робіт з модернізації агрегатів виробництва метанолу, аміаку, карбаміду, аміачної селітри, кальцинованої соди, сірчаної та азотної кислот.

Ізвишеізложенного слід, що основними споживачами метанолу є виробництва формальдегіду, синтетичного каучуку, газонафтопереробних промисловість. На частку цих галузей припадає близько 60% загальної витрати метанолу. Починаючи з 1980 року, основним споживачем метанолу стало виробництво оцтової кислоти, що базується на процесі карбонилирования метанолу. Така установка закуплена за імпортом і змонтована в Сєвєродонецькому ПО "Азот".

Таблиця 1.5 Динаміка потреби в метанолі і його структура в СНД на період до 2005 р

 Найменування напрямків споживачів  Потреба в метанолі, тис. Т.1990г. 1995р. 2000р. 2005р.
 традиційні споживачі        
 всього  3186,2  4111,5
 в тому числі виробництво пластмас        
 всього  1238,1  1491,4  2356,1  2936,1
 в тому числі формалін  1188,5  1420,8  2256,1  2746,0
 хлорне промисловість        
 всього  167,8  388,3  492,7  618,2
 в тому числі оцтова кислота  104,9  170,1  232,5  340,2
 газовидобувна промисловість  298,0  322,0  400,0  400,7
 синтетичний каучук  537,0  473,0  306,0  306,0
 Спецпродукти  81,1  130,0  182,1  135,1
 азотна промисловість  61,7  67,5  79,4  79,5
 діметілтерефталат  69,1  71,7  71,7  71,7
 себацинова кислота  4,1  5,5  12,3  13,8
 анілінофарбового промисловість  23,0  25,5  25,9  26,0
 Хімічні засоби захисту рослин  41,3  42,7  44,0  44,1
 Вищі жирні спирти  9,3  11,6  13,1  15,8
 Присадки і мастильні матеріали  5,1  9,3  9,5  19,5
 виробництво реактивів  1,9  2,2  2,2  2,2
 Хіміко-фотографічна промисловість  3,9  5,1  5,1  5,6
 медична промисловість  25,4  37,9  49,0  49,5
 продукти нефтеоргсінтеза  22,5  27,9  28,1  28,1
 лакофарбова промисловість  9,3  11,6  13,1  15,8
 Нафтова промисловість  28,0  28,0  29,4  29,5
 Інші споживачі  19,4  35,0  41,8  41,8
 спецспоживачів  1080,0  1400,0  1000,0  1000,0
 нові споживачі        
 в тому числі        
 МТБЕ (метилтретбутиловий ефір)  30,0  302,0  544,0  674,0
 мікробіологічна промисловість  27,0  255,0  620,1  750,1
 Разом  3783,0  5143,2  6275,6  7263,1

 

Дані табл.1.5 свідчать про те, що потреба в метанолі за період 1990?2005 рр. збільшиться на 3480,1 тис. т або в 1,9 рази.

До 2005 року основними споживачами метанолу в країнах СНД згідно з прогнозом залишаться (%):

- Виробництво формаліну - 37,0

- Синтетичного каучуку - 4,6

- Оцтової кислоти - 4,6

- Газонефтедобивающая промисловість - 5,5

- Виробництво білково-вітамінних концентратів - 10,0

- МТБЕ- 9,2

В промисловості розвинених країнах питома вага основних областей застосування метанолу дещо інший (%):

- Формальдегід - 36,0

- МТБЕ- 16,2

- Розчинники - 8,6

- Оцтова кислота - 7,6

З огляду на позитивний баланс виробництва і споживання метанолу в Росії і Україні, значні його обсяги поставляються на експорт.

Німецька фірма "UHDE GmbH" розробила три технологічні схеми спільного виробництва аміаку і метанолу.

Базова продуктивність по аміаку трьох проектів становить 1200 т / добу. При роботі за схемою з виробництвом метанолу продуктивність по аміаку становить 1100 т / добу та 200 т / добу по метанолу (ріс.1.28-1.30).

Німецькі фахівці розробили метод спільного виробництва метанолу та аміаку з легких вуглеводнів, зокрема СН4, Під високим тиском. суміш СН4 і водяної пари підігрівають і направляють в трубчастий реактор отримання синтез-газу в співвідношенні Н2: СО> 3: 1. Після очищення від СО2 суміш СО і Н2 надходить в реактор синтезу метанолу з циркуляцією газової суміші. Синтез метанолу проводять під тиском 5?15 МПа в присутності відповідного каталізатора.

Після відділення метанолу виходить газ містить Н2 і мала кількість СН4, N2 і метанолу. Після системи очищення отримують чистий Н2, Частина якого подають на спалювання в суміші з повітрям Н2 + 0,5о2= Н2О і отриманням азоту. Далі суміш азоту і водню надходить в реактор синтезу метанолу. Даний спосіб дозволяє отримувати NH3 з малими енергетичними затратами. Добова продуктивність установки 2500 т метанолу і 950т NH3 на добу.

В Англії розроблений суміщений процес виробництва метанолу та аміаку [7], першою стадією якого є отримання метанолу. Для отримання аміаку з непрореагировавших газів синтезу метанолу витягають водень 99,999% чистоти фільтрацією через мембрани, змішують його з азотом, отриманим з повітря. Утворену таким чином АВС, направляють на синтез аміаку, який проводять під тиском, рівним тиску водню. За даним процесу може бути вироблено 2547 т / добу метанолу та 771 т / добу аміаку. Використання цього процесу дозволяє знизити витрату енергії в традиційній схемі виробництва аміаку до 6,3?б, 7 Гкал / т NH3.

Англійськими фахівцями пропонується також поєднаний процес отримання метанолу і аміаку, який полягає в тому, що газоподібне вуглеводневу сировину піддається початкового риформингу паром для отримання газу для синтезу метанолу, що містить Н2 і СО. Продувний газ після синтезу метанолу піддається вторинному паровому риформінгу повітрям для отримання синтез-газу виробництва аміаку, що містить H2, N2, CO2, CO. Цей газ піддають високотемпературній конверсії СО з метою зменшення його вмісту, а після зниження СО синтез-газ проходить ряд ступенів для видалення СО і СО2і далі на отримання аміаку.

У СШАразработан спосіб спільного отримання аміаку і метанолу, що виключає утворення метиламіно. Спосіб передбачає:

2. Очищення вуглеводневої (до СН4) Сировини, наприклад природного газу, від сірчистих сполук при температурі 400 ° С в присутності Со-Мо каталізатора і оксідцінкового поглинача.

3. Парову конверсію очищеного від сірчистих сполук вуглеводневої сировини при співвідношенні пар: газ 2?4 благаючи на 1 моль сировини на нікелевому каталізаторі до Н2 і СО при температурі 800?900 ° С і тиску 1,5?4,0 МПа.

4. Синтез метанолу при температурі 240?270 ° С, тиску 4?10 МПа в присутності цінкмедних (Cu - Zn) або цінкхроммедних (Cu - Zn - Cr) каталізаторів.

2) Відділення метанолу від газової суміші складу,% моль .:

H2 - 70?80

CH4 - 10?20

CO - 1?2

CO2 - 1?2

N2 - 0?5

CH3OH - 0?1.

Газова суміш подається на парову конверсію і використовується для синтезу аміаку.

При цьому метанол і метан розкладають до Н2, CO і СО2при взаємодії з водяною парою на Ni-каталізаторі при температурі 830?900 ° С і тиску 4?5 мПас подальшим частковим спалюванням H2, CO і CH4при додаванні повітря. Газову суміш з температурою 1000?1050 ° С і тиском 3,9?4,9 МПаохлаждают до температури 350?370 ° С і перетворюють CO c H2O в СО2 і Н2на Fe-Cr-каталізаторі до залишкового вмісту СО2,0?2,5% моль .; поглинають СО2, Пропускаючи суміш через амін або водний розчин До2СО3(До залишкового вмісту СО2 1,0?2,0% моль.).

СО і СО2, Присутні в газовій суміші, використовуються для додаткового синтезу метанолу при температурі 210?270 ° С, тиску 10?30 МПа; залишковий вміст СО і СО2становить, відповідно, менше 0,3 і 0,5% моль. Відходять гази нагрівають до 300 ° С в присутності Ni-каталізатора гідрування СО і СО2 в СН4 і направляють на синтез аміаку, який ведуть на залізному каталізаторі при температурі 380?500 ° C, тиску 10?30 МПа.

Вітчизняними дослідниками вдосконалений спосіб спільного виробництва аміаку і метанолу.

Спосіб включає:

- Очищення природного газу від сполук сірки гидрированием;

- Пароуглекіслотную конверсію очищеного природного газу;

- Очищення конвертованого газу від діоксиду вуглецю;

- Синтез метанолу і аміаку з виділенням продувних газів і повернення їх на стадію очищення від сполук сірки.

Відмінність полягає в тому, що з метою зниження витрат природного газу і виключення викиду в атмосферу шкідливих домішок 65?80% об. потоку очищеного конвертованого газу направляють на синтез метанолу, а продувальні гази синтезу метанолу змішують з іншою частиною конвертованого газу і піддають пароповітряної конверсії, після чого з конвертованого газу виділяють оксид вуглецю і направляють його на синтез метанолу; потім конвертований газ необхідно чистити від вуглекислоти, яку направляють на пароуглекіслотную конверсію і після конверсії залишився газ подають на синтез аміаку.

Впровадження даного способу в промисловість дозволить забезпечити економію природного газу і виключити шкідливі викиди в атмосферу шляхом максимального використання компонентів конвертованого газу.

 




 Технологічний процес фірми "Kellogg". |  Всього: - 100,00 |  Апарат риформінгу з газовим обігрівом (GHR). |  Технологічна схема процесу AMV. |  Відмінні риси технології Topsoe виробництва аміаку з низьким енергоспоживанням. |  Підготовка сирого синтез-газу. |  Очищення синтез-газу. |  Стиснення синтез-газу і синтез аміаку. |  Отпарную колона високого тиску для технологічного конденсату. |  Інше. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати